Een op de vijf menselijke genen is niet 'echt'
Nieuw onderzoek zou het aanzien van de biogeneeskunde kunnen veranderen; het menselijk genoom blijkt veel minder 'echte' of eiwitcoderende genen te bevatten dan voorheen werd aangenomen.
Ons DNA bevat mogelijk veel minder ‘echte’ genen dan we aanvankelijk dachten.In het begin van de jaren negentig probeerden wetenschappers de volledige DNA-sequentie van het menselijk genoom in kaart te brengen.
Het zogenaamde Human Genome Project had als doel om genetische verbanden met ziekten te vinden en de functie en structuur van verschillende elementen van het genoom te begrijpen, zoals welke genen coderen voor eiwitten en welke factoren genexpressie reguleren.
De eerste resultaten van het Human Genome Project voorspelden dat er 40.000 genen zijn die kunnen coderen voor eiwitten, grote moleculen die essentieel zijn voor het goed functioneren van de weefsels en organen van het lichaam.
Maar toen dat project in 2003 ten einde liep, daalden de schattingen voor dat aantal tot ongeveer 20.000 à 25.000 voor eiwit coderende genen.
Sinds dat punt hebben wetenschappers ernaar gestreefd om het uiteindelijke proteoom te bedenken - dat wil zeggen, het totale aantal eiwitten dat door genen tot expressie kan worden gebracht - en hebben ze zich geconcentreerd op het begrijpen hoe de genetische expressie van deze eiwitten wordt gemuteerd bij verschillende ziekten.
Daartoe heeft een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Michael Tress, van de Spaanse bio-informatica-eenheid van het National Cancer Research Center in Madrid, Spanje, nu de genen onderzocht die als eiwitcoderend worden beschouwd door de belangrijkste beschikbare proteoomdatabases.
Tress en collega's publiceerden de resultaten van hun onderzoek in het tijdschrift Onderzoek naar nucleïnezurenFederico Abascal, van het Wellcome Trust Sanger Institute in Hinxton, Verenigd Koninkrijk, is de eerste auteur van het artikel.
Minstens 2000 genen zijn ‘pseudogenen’
De onderzoekers vergeleken de proteomen uit drie collecties eiwitsequenties en genetische annotaties: GENCODE / Ensembl, RefSeq en UniProtKB.
Tress en team ontdekten dat van het totale aantal van 22.210 genen die worden vermeld als eiwitcoderend, er slechts 19.446 in alle drie de collecties voorkomen.
Vervolgens zoomden ze in op het verschil van 2.764 genen, waarbij ze het experimentele bewijs en de beschikbare informatie uit de annotaties onderzochten.
Er zijn aanwijzingen dat de meerderheid van deze genen "niet-coderende genen of pseudogenen" waren.
Ook ontdekten de wetenschappers dat nog eens 1.470 genen - die in de drie collecties als eiwitcoderend werden vermeld - niet de functionele kenmerken of de typische evolutie van eiwitcoderende genen hadden.
Daarom zijn de onderzoekers "van mening dat de drie referentiedatabases momenteel het aantal menselijke coderingsgenen met minstens 2.000 overschatten, waardoor grootschalige biomedische experimenten ingewikkelder worden en ruis toevoegen."
"Bepalen welke potentiële niet-coderende genen niet coderen voor eiwitten is een moeilijke maar uiterst belangrijke taak, aangezien het menselijke referentieproteoom een fundamentele pijler is van het meest fundamentele onderzoek en bijna alle grootschalige biomedische projecten ondersteunt."
Aanwijzingen voor toekomstig onderzoek
Tress deelt hoe de onderzoekers hun bevindingen verder ontwikkelen. "We hebben veel van deze genen in detail kunnen analyseren", legt hij uit, "en meer dan 300 genen zijn al opnieuw geclassificeerd als niet-coderend."
"Verrassend genoeg," zegt David Juan, co-auteur van de studie, "zijn sommige van deze ongebruikelijke genen goed bestudeerd en hebben ze meer dan 100 wetenschappelijke publicaties op basis van de aanname dat het gen een eiwit produceert."
De resultaten zouden daarom het gebied van de biomedische geneeskunde zoals we die kennen kunnen veranderen. Er is echter meer onderzoek nodig.
"Ons bewijs", voegt Abascal eraan toe, "suggereert dat mensen misschien maar 19.000 coderende genen hebben, maar we weten nog steeds niet welke [die] 19.000 genen zijn."